Le maillon membranaire : les acides gras
2.2.1 Généralités lipidiques et classification des acides gras
Les lipides sont des constituants indispensables pour l’organisme étant donné leurs différentes fonctions. On distingue :
· les lipides de structures : les phospholipides, composant de base des membranes biologiques permettent de délimiter et de compartimenter la cellule. Ils sont composés d’une tête polaire, hydrophile (composée de glycérol) et d’une queue non polaire, hydrophobe constituée d’acides gras et tournée vers l’intérieur de la membrane. Ils assurent notamment la fluidité membranaire ;
· les lipides de réserve : les triglycérides localisés au niveau du tissu adipeux. Ils correspondent à la principale réserve énergétique de l’organisme et ont un rôle de protection thermique et mécanique de l’organisme ;
· les lipides ayant une activité biologique : les hormones stéroïdes jouent le rôle de messager et de médiateur cellulaire.
Qu’elles soient simples (acides gras, glycérides, stérides et cérides) ou complexes (glycérophospholipides et sphingolipides), toutes ces molécules contiennent un acide gras qui peut être considéré comme l’élément de base des lipides.
Les acides gras, sous-famille lipidique la plus répandue dans notre organisme, sont des chaînes d’atomes de carbone plus ou moins longues liées à des atomes d’hydrogène et se terminant par une fonction acide. Ils se distinguent par le nombre de double liaison qu’ils renferment, ce qui génère trois groupes : les acides gras saturés (AGS), les acides gras monoinsaturés (AGMI) et les acides gras polyinsaturés (AGPI).
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Figure 24 - Famille des lipides (Pileje)
La classification des acides gras comportent :
ü Les acides gras volatils : ils sont courts (2 à 4 carbones) et passent facilement à l’état gazeux : - l’acide acétique (2 :0) qui est le nom usuel de l’acide éthanoïque
- l’acide propionique (3 :0) ou acide propanoïque
- l’acide butyrique (4 :0) ou acide butanoïque qui entre dans la composition du beurre.
Ces molécules sont retrouvées au niveau du côlon, produites par la flore intestinale et peuvent être absorbées par la muqueuse intestinale pour une utilisation énergétique.
ü Les acides gras saturés : Les chaînes aliphatiques sont dépourvues de double liaison, seule la fonction carboxylique est dotée de propriétés réactionnelles. Parmi les plus fréquents, on répertorie :
- l’acide laurique (12 :0) présent dans le laurier ; - l’acide myristique (14 :0) présent dans la muscade ;
- l’acide palmitique (16 :0) abondant dans les graisses animales et dans les huiles végétales telles que l’huile de palme. C’est sous cette forme que s’effectue la biosynthèse des acides gras dans l’organisme ;
Figure 25 - L'acide palmitique
- l’acide stéarique (18 :0) abondant dans les graisses animales ; - l’acide arachidique (20 :0) retrouvé dans l’arachide.
87 ü Les acides gras insaturés : L’acide gras est qualifié de mono-insaturé lorsqu’il présente une double liaison au niveau de la chaîne carbonée et d’acide gras polyinsaturé lorsqu’il y en a au moins deux.
Les plus fréquents sont :
Ø Parmi les acides gras monoinsaturés :
- l’acide palmitoléique (16 :1 n-7) présent dans les graisses animales telles que les poissons marins ;
- l’acide oléique (18 :1 n-9) très abondant dans les huiles végétales et notamment l’huile d’olive ;
Ø Parmi les acides gras polyinsaturés :
- l’acide linoléique (18 :2 n-6) présent dans le lin et retrouvé dans les huiles végétales (tournesol, soja, maïs…) ;
- l’acide α-linolénique (18 :3 n-3) présent dans les huiles végétales (colza, noix, cameline…) ; - l’acide arachidonique (20 :4 n-6) présent dans les viandes ;
- l’acide eicosanpentaénoïque (EPA) (20 :5 n-3) retrouvé dans les graisses de poisson ; - l’acide docosahexaénoïque (DHA) (22 :6 n-3) présent dans les poissons.
D’une manière générale, les acides gras saturés et mono-insaturés composent une bonne partie de la fraction lipidique des aliments dérivés du règne animal exceptés ceux contenus dans les poissons, mollusques et coquillages.
88 Concernant la configuration spatiale des acides gras saturés, tous les sites de liaison de chaque atome de carbone sont occupés, cette chaîne est donc linéaire. Les acides gras saturés à longue chaîne se présentent donc exclusivement sous la forme de graisse solide telle que le beurre ou le saindoux.
Les acides gras mono-insaturés, eux, peuvent subir l’action d’enzymes spécifiques, les désaturases, qui procèdent à l’arrachement de deux atomes d’hydrogène de la chaîne. Ceci a pour conséquence le changement du type de liaison qui passe de simple et saturée à double et insaturée, très vulnérable à l’oxydation.
D’autre part, les acides gras peuvent adopter une configuration de type « cis » ou « trans ». Pour la première configuration, lors de la désaturation, les atomes d’hydrogènes manquant sont du même côté et la chaîne présente un coude et une angulation de 120°, il n’y a plus de configuration linéaire de cette chaîne qui adopte une forme de tuile. Cette configuration est importante pour la fluidité membranaire. La configuration « trans » a lieu lorsque les deux atomes d’hydrogène manquant ne figurent pas du même côté. Il n’y a pas angulation mais rotation de la chaîne sur elle-même qui reste linéaire. Les acides gras poly-insaturés qui voient leurs nombres de doubles liaisons augmenter sur la chaîne carbonée introduisent à chaque fois une angulation de plus, l’espace occupé est alors de plus en plus important.
Ainsi, la présence de phospholipides avec des acides gras insaturés dans la membrane permet à celle-ci d’être fluide et d’assurer une activité physiologique normale. A contrario, une membrane constituée uniquement d’acides gras saturés, sera une membrane rigide et par conséquent qui pourra entrainer un fonctionnement pathologique.
89 Une propriété physique importante de l’acide gras est son point de fusion qui est fonction de la longueur de sa chaîne carbonée. Lorsque la longueur de la chaîne carbonée augmente, le point de fusion augmente. Les doubles liaisons quant à elles, diminuent grandement le point de fusion des acides gras à chaîne longue puisqu’elles les amènent à se replier sur eux-mêmes.
La présence de doubles liaisons à l’intérieur des acides gras insaturés les rend également plus sujets à l’oxydation et aux altérations qui résultent du chauffage. Lorsqu’ils sont oxydés, les acides gras polyinsaturés essentiels n’ont plus la capacité de remplir leurs fonctions dans l’organisme. Ainsi, les graisses animales (riches en acides gras saturés) sont encore solides à température ambiante, alors que les huiles végétales (riches en acides gras insaturés) sont déjà liquides (29).
Les acides gras sont dotés de propriétés chimiques. Ils peuvent notamment subir des réactions d’estérification (figure 28) grâce à l’implication de la fonction carboxylique (R-COOH). Il s’agit d’une condensation avec une fonction alcool et cette réaction est importante pour l’utilisation des acides gras dans l’organisme. En effet, cette réaction permet leur stockage (avec le glycérol sous forme de triglycéride (figure 29)), essentiellement au niveau du tissu adipeux. De plus, elle permet leur utilisation métabolique via la β-oxydation (catabolisme des acides-gras) lorsqu’elle a lieu avec le coenzyme A (noté CoA-SH). C’est un acylCoA (figure 30), présentant une liaison thioester qui est formé. Cette liaison se caractérise par un haut potentiel énergétique permettant d’amorcer les réactions enzymatiques en utilisant les acides gras. On parle de réaction d’activation des acides gras.
Figure 30 - Structure de l’acylCoA Figure 29 - Structure d'un
triglycéride
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